(今日消息)天文學(xué)家將類銀河系盤狀星系稱為“巧克力碎餅干”

【今日消息-天文學(xué)家將類銀河系盤狀星系稱為“巧克力碎餅干”】

10月27日消息，記者從中科院官網(wǎng)了解到，近日，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)和紫金山天文臺(tái)提出了新的、定量的星系結(jié)構(gòu)模型，將類似銀河系的一般盤狀星系的幾何結(jié)構(gòu)描繪成“巧克力碎餅干”（Chocolate Chips Cookie）。星系中的老年恒星及其間的彌散星系介質(zhì)構(gòu)成“餅干”的主要成分，而呈團(tuán)塊狀分布的恒星形成區(qū)域則構(gòu)成了顏色較暗的“巧克力碎”。這項(xiàng)研究定量分析了盤狀星系在不同視線方向上的觀測特征，為盤狀星系中的恒星及塵埃的空間分布提供全局性的幾何分布模型，并為完整描述盤狀星系中塵埃的輻射轉(zhuǎn)移過程奠定基礎(chǔ)。

盤狀星系的“巧克力碎餅干”模型：老年恒星連續(xù)分布，構(gòu)成餅干的主體；恒星形成區(qū)域呈團(tuán)塊狀分布，由于外圍有更多的塵埃，看上去像巧克力碎。（圖片來源：中科院）

10月21日，相關(guān)研究成果于發(fā)表在《天體物理期刊》（The Astrophysical Journal）上。

據(jù)介紹，宇宙中大部分星系都經(jīng)歷了上百億年的恒星形成和演化過程。對(duì)大部分星系來說，它們雖然已過恒星形成最熾烈的“壯年期”，但至今仍然在持續(xù)不斷地形成新的恒星。新的恒星在低溫的氣體云中誕生，產(chǎn)生的熾熱輻射將周圍的部分氣體電離，使天文學(xué)家可通過電離氣體的閃光追蹤其誕生區(qū)域。在星系的演化歷程中，一代代恒星在核聚變中產(chǎn)生各種重元素。這些重元素在冷的氣體云中通過復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)逐漸形成了固體小顆粒——天文學(xué)家稱之為“塵?！?。這些塵埃構(gòu)成了人類眼中的大千世界，更由于它們對(duì)星光的吸收、散射和再輻射使星系在不同的電磁波段呈現(xiàn)完全不同的風(fēng)貌。

聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)在局域模型基礎(chǔ)上構(gòu)建了新的盤狀星系的整體結(jié)構(gòu)模型——“巧克力碎餅干”模型?？蒲腥藛T通過該模型的分析發(fā)現(xiàn)，老年恒星及其中彌漫的星際介質(zhì)構(gòu)成了餅干的主體，而其中內(nèi)嵌的巧克力碎片則形象地描繪了新的恒星誕生區(qū)域。這些新的恒星尚未完全脫離其母體星云，其外圍星云中的塵埃仍對(duì)星云內(nèi)部的輻射產(chǎn)生了顯著吸收，使這些恒星形成區(qū)域看上去就像顏色較深的“巧克力碎”。

由于觀測者只能看到星系某個(gè)角度的圖像，因而對(duì)于一般的盤狀星系這樣的整塊“餅干”，難點(diǎn)在于準(zhǔn)確地給出其中“巧克力碎”即新生恒星區(qū)域的含量和分布特征?？蒲腥藛T在近鄰宇宙的大樣本星系中選擇了一組與銀河系質(zhì)量相當(dāng)?shù)谋P狀星系作為研究對(duì)象。這些星系的盤面相對(duì)于觀測者來說具有隨機(jī)的指向，在某種程度上，等價(jià)為從各個(gè)不同的角度對(duì)一個(gè)銀河系這樣的典型星系進(jìn)行了全方位觀測?；趲е坝钪鎸W(xué)原理”特色的想法，科研人員建立了定量的“巧克力碎餅干”模型，可復(fù)現(xiàn)盤狀星系中的塵埃在不同觀測角度上對(duì)老年恒星和年輕恒星區(qū)域所產(chǎn)生的不同觀測效應(yīng)。在該模型中，對(duì)于銀河系這樣的典型盤狀星系來說，其恒星形成區(qū)（“巧克力碎”）的盤面厚度僅為老年恒星分布（“餅干主體”）的一半，但在其徑向上的延展程度卻高出60%。

該研究提出的模型可在統(tǒng)計(jì)上解釋盤狀星系由塵埃消光引起的各觀測特征外，并可預(yù)言它們的典型物理特征，從而可以和銀河系這樣的典型盤狀星系的細(xì)致觀測結(jié)果進(jìn)行比較。例如，通過對(duì)模型的細(xì)致分析，發(fā)現(xiàn)在像銀河系這樣的盤狀星系‘餅干’中，約存在一萬個(gè)左右能夠看得見的‘巧克力碎’?；谀Ｐ偷睦碚摲治龊豌y河系中對(duì)恒星形成區(qū)域及相應(yīng)年輕星團(tuán)的觀測結(jié)果具有一致性。

據(jù)悉，該研究在一定程度上說明了銀河系在宇宙中具有一般性。

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